Волноводное фланцевое соединение

Полезная модель относится к области радиотехники, а именно к волноводной технике, и может быть использована при конструировании волноводов и элементов волноводных трактов. Технический результат предлагаемой полезной модели направлен на упрощение конструкции и обеспечение надежной радиогерметичности и пневмогерметичности волноводного фланцевого соединения. Результат достигается тем, что волноводное фланцевое соединение включает в себя два волновода с волноводными фланцами, уплотняющую металлическую прокладку. При этом торцевая поверхность одного из волноводных фланцев плоская, а на торцевой поверхности другого волноводного фланца выполнена кольцевая канавка, имеющая прямоугольную форму в сечении, внутри которой размещают уплотняющую прокладку в виде прутка (стержня, проволоки) из пластичного металла. Причем площадь сечения стержня не больше площади сечения кольцевой канавки.

Полезная модель относится к области радиотехники, а именно к волноводной технике, и может быть использована при конструировании волноводов и элементов волноводных трактов.

Из уровня техники известны несколько типов волноводных фланцевых соединений, обеспечивающих радиогерметичность - снижение величины просачивания СВЧ энергии из волновода во внешнее пространство через фланцевое соединение, и пневмогерметичность - изолирование внутреннего объема волноводного тракта от внешнего пространства (А.П.Фельдштейн, Л.П.Ярич, В.П.Смирнов Справочник по элементам волноводной техники. Издательство «Советское радио», Москва, 1967 г.).

Каждое из этих фланцевых соединений включает в себя бронзовую рассеченную контактную прокладку, обеспечивающую радиогерметичность соединения и одну или две резиновых прокладки, обеспечивающие пневмогерметичность соединения. Резиновые прокладки устанавливаются в кольцевые или прямоугольные канавки, выполненные в одном или обоих фланцах фланцевого соединения.

Эти волноводные фланцевые соединения имеют ограниченную величину радиогерметичности порядка 70-90 Дб и требуют значительных материальных затрат при изготовлении прокладок.

Известно разъемное соединение (Авторское свидетельство СССР 481088, опубликовано 15.08.1975 г., МПК: Н01Р 1/04, МПК: Н01Р 3/00), содержащее опорные рамки, закрепленные на концах соединяемых секций, и накидные фланцы, при этом наружные поверхности опорных рамок и соответствующие им внутренние поверхности фланцев выполнены в виде соосных полуцилиндров, причем образующие полуцилиндров одной из стыкуемых секций перпендикулярны образующим другой.

К недостаткам данного устройства можно отнести сложность конструкции.

Наиболее близким к заявляемому волноводному фланцевому соединению является соединение волноводов (Авторское свидетельство 647772, опубликовано 15.02.1979 г., МПК: Н01Р 1/04), которое и выбрано в качестве прототипа. Устройство содержит волноводные фланцы, на торце каждого из которых выполнена замкнутая канавка, заполненная уплотняющей металлической прокладкой, при этом замкнутые канавки выполнены ступенчатыми.

К недостаткам волноводного соединения можно отнести сложность изготовления волноводных фланцев.

Технический результат предлагаемой полезной модели направлен на упрощение конструкции и обеспечение надежной радиогерметичности и пневмогерметичности волноводного фланцевого соединения.

Технический результат достигается тем, что волноводное фланцевое соединение включает в себя два волновода с волноводными фланцами, уплотняющую металлическую прокладку. При этом оно отличается от прототипа тем, что торцевая поверхность одного из волноводных фланцев плоская, а на торцевой поверхности другого волноводного фланца выполнена замкнутая канавка прямоугольной формы в сечении, внутри которой размещают уплотняющую прокладку в виде прутка из пластичного металла. Причем площадь сечения прутка не больше площади сечения кольцевой канавки.

Техническая сущность изобретения поясняется рисунками, Фиг.1 - Фиг.3, где

Фиг.1 - вид спереди волноводного фланца с канавкой;

Фиг.2 - вид сбоку в разрезе волноводного фланца с канавкой;

Фиг.3 - волноводное фланцевое соединение в разрезе.

Волноводное фланцевое соединение включает в себя: соединяемые волноводы 1, на торцах которых механически (например, пайкой) закреплены волноводный фланец 2, имеющий плоскую контактную поверхность, и волноводный фланец 3, в контактной поверхности которого выполнена замкнутая канавка 4, прямоугольной формы в сечении, в которую устанавливается уплотняющая металлическая прокладка 5, выполненная из пластичного металла (например, из свинца или его сплавов с оловом, из индия и его сплавов или им подобного) в виде прутка круглого сечения (тонкий стержень, проволока), площадь сечения которого не больше площади сечения замкнутой канавки 4.

Крепежные отверстия 6 во фланцах 2, 3 и крепежные элементы 7 обеспечивают стягивание фланцев 2, 3 до плотного соприкосновения контактных поверхностей фланцев 8, 9 и обеспечивают соосное соединение обоих каналов волноводов 1.

Сборка и работа волноводного фланцевого соединения осуществляется следующим образом. Совмещают контактные поверхности 8, 9 фланцев 2, 3 волноводов 1 и стягивают их при помощи крепежных элементов 7 посредством крепежных отверстий 6. При стягивании контактных поверхностей 8, 9 фланцев 2, 3 пластичный материал металлической уплотняющей прокладки, деформируясь, заполняет плотно объем канавки и образует пневмогерметичное соединение со всеми соприкасаемыми поверхностями канавки и ответного фланца. Возникающий при этом сплошной гальванический (электропроводный) контакт по всем соприкасаемым поверхностям деформированной металлической уплотняющей прокладки и фланцев препятствует прохождению через эти контактные поверхности любых радиоизлучений, образуя радиогерметичное соединение.

Для подтверждения промышленной применимости полезной модели был изготовлен опытный образец волноводного фланцевого соединения латунных волноводов (23×10) мм для частот трехсантиметрового диапазона с избыточным давлением воздуха в каналах волновода 25 кГс/см².

Волноводное фланцевое соединение содержит соединяемые волноводы 1, на торцах которых методом пайки закреплены волноводный фланец 2, и волноводный фланец 3. При этом волноводный фланец 2 имеет плоскую контактную поверхность и четыре крепежных отверстия 6. На контактной поверхности волноводного фланца 3 выполнены четыре крепежных отверстия 6 и замкнутая канавка 4, прямоугольной формы в сечении, размеры которой равны: ширина (а)=2,2 мм, глубина (в)=1,5 мм. Внутрь замкнутой канавки 4 устанавливают уплотняющую металлическую прокладку 5, выполненную из индиевой проволоки диаметром d=2 мм.

При этом площадь сечения уплотняющей прокладки 5, равная (r²)=3,14 мм×1 мм=3,14 мм² чуть меньше площади сечения кольцевой канавки 4, равной (а×в)=2,2 мм×1,5 мм=3,3 мм².

Так как уплотняющая прокладка выполнена из пластичной индиевой проволоки, при стягивании фланцев 2, 3 происходит ее деформация и заполнение объема канавки 4 с образованием пневмогерметичного соединения со всеми соприкасаемыми поверхностями канавки 4 и ответного фланца 2. Возникающий при этом сплошной гальванический (электропроводный) контакт по всем соприкасаемым поверхностям деформированной металлической уплотняющей прокладки и фланцев препятствует прохождению через эти контактные поверхности любых радиоизлучений, образуя радиогерметичное соединение, величина которого составила 110 Дб.

Совмещая крепежные отверстия 6 во фланцах 2, 3 обеспечивают посредством крепежных элементов 7 стягивание фланцев 2, 3 до плотного соприкосновения их контактных поверхностей, а также соосное соединение обоих каналов волноводов 1.

При проведении испытаний в течение тридцати минут утечки воздуха при температурах окружающей среды плюс 25°С и минус 65°С не наблюдалось.

Таким образом, предлагаемое техническое решение, имеющее простейшую конструкцию, позволяет обеспечивать надежную пневмогерметичность - изолирование внутреннего объема волноводного тракта от внешнего пространства, а также радиогерметичность - снижение величины просачивания СВЧ энергии из волновода во внешнее пространство через фланцевое соединение,

1. Волноводное фланцевое соединение, содержащее два соединяемых волновода с волноводными фланцами, уплотняющую металлическую прокладку, отличающееся тем, что торцевая поверхность одного из волноводных фланцев плоская, а на торцевой поверхности другого волноводного фланца выполнена кольцевая канавка, внутри которой размещают уплотняющую прокладку в виде прутка из пластичного металла, причем площадь сечения прутка не больше площади сечения кольцевой канавки.

2. Волноводное фланцевое соединение по п.1, отличающееся тем, что кольцевая канавка имеет прямоугольную форму в сечении.

3. Волноводное фланцевое соединение по п.1, отличающееся тем, что уплотняющая прокладка выполнена из прутка в виде тонкого стержня.

4. Волноводное фланцевое соединение по п.1, отличающееся тем, что уплотняющая прокладка выполнена из прутка в виде проволоки.

5. Волноводное фланцевое соединение по п.1, отличающееся тем, что уплотняющая прокладка выполнена из индия или его сплавов.

6. Волноводное фланцевое соединение по п.1, отличающееся тем, что уплотняющая прокладка выполнена из свинца или его сплавов.